TWI439708B - 使用短路棒及高頻時脈訊號對具有積體驅動ｉｃ之ｔｆｔ-ｌｃｄ檢驗的陣列測試方法及設備 - Google Patents

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Description

使用短路棒及高頻時脈訊號對具有積體驅動IC之TFT-LCD檢驗的陣列測試方法及設備
本發明概有關於薄膜電晶體(TFT)陣列的測試作業，並且特別是有關於具有積體電路(IC)驅動器之TFT陣列的測試作業。
在一完工的液晶平面面板裡，會將一液晶(LC)材料薄膜放置在兩層玻璃薄片之間。在一玻璃薄片裡，二維電極陣列已經圖案化。各電極尺寸為100微米的等級，並且可透過沿該平板邊緣所放置之多工電晶體對其施加特定電壓。在一完工產品裡，由各個個別電極所產生的電場耦接至該LC材料內，並且調變在該像素化範圍內的所傳光線量。這效應在整個二維陣列上累集時，可在該平面面板上獲致一可見影像。
而當將該液晶材料注入在上部及下部玻璃平板之間時，與LCD面板製造有關的成本會顯著增加。因此，重點是要在此項製造步驟之前，先行識別出任何影像品質問題並予以校正。在沉積液晶(LC)材料之前先測試LCD面板的問題在於，若無液晶材料，則沒有可用以進行測試的可見影像。在沉積液晶材料之前，在特定像素出現的唯一信號是該像素上之電壓(若由一外部電源所驅動)所產生的電場。測試此面板陣列的方式通常是利用該像素的電子性質(例如作為改變該電晶體閘極或資料線路上驅動電壓之函數的電場或像素電壓)。由Photon Dynamics所設計之陣列測試器是利用一電壓影像光學系統(VIOS)，即如在美國專利第4,983,911號案文中所描述者。而由Applied Komatsu所銷售的陣列測試器則是利用一電子束及成影系統以偵測瑕疵。該等二者陣列測試機器皆要求一裝置，藉以併同於其個別偵測方法而電子驅動該樣本。
經核發予Henley等人，並且將其整體併入本案的美國專利第5,081,687號案文中即描述一種陣列測試方法，依據該方法係將一電子驅動信號圖案施加於受測試中的面板。參照第1圖，其中一種典型的主動矩陣LCD面板節段10經顯示為含有一像素陣列12。各個像素12是藉由同時定址一適當的驅動線路14(或資料線路14)及閘極線路16所啟動。一驅動構件18係連接於各個像素。該驅動線路14、閘極線路16、像素12及像素驅動構件18是藉由微影蝕刻或其他製程而沉積於一乾淨玻璃基板上。奇數的閘極線路可透過短路棒30同時定址，而此短路棒可接合每隔一個閘極線路16。可藉由一第二短路棒(未圖示)以定址偶數的閘極線路。同樣的，奇數的資料線路可透過短路棒28而同時地定址，而此短路棒可接合每隔一個資料線路14。可藉由一第二短路棒(未圖示)以定址偶數的資料線路。可對該等閘極與資料線路施加不同的驅動圖案，以決定哪些像素有瑕疵。
通常，會在將該面板製造及組裝成其最終形式(例如電腦監視器、行動電話顯示器、電視等等)的過程中，增置該 最終顯示面板的電子驅動電路。第2圖顯示一面板200，此者利用多個連接器202以與印刷電路板204電子相通。第2圖的面板200經假定為含有如第1圖中所顯示的電路。一閘極驅動器(或閘極驅動器電路或閘極驅動器積體電路(IC))(未經圖示)經架置於該印刷電路板204上，然後再將此者帶至電子接觸於該面板200，藉此驅動該等像素閘極線路。
然近來隨著非晶態矽質材料以及相關製程與設計日增應用，積體電路(IC)閘極驅動器被構成於該面板上，即如第3圖中所簡示者。例如參見Kim等人的「High-Resolution Integrated a-Si Row Drivers」，SID 05 Digest ，第939頁；Lebrun等人的「Design of Integrated Drivers with Amorphous Silicon TFTs for Small Displays,Basic Concepts」，SID 05 Digest ，第950頁。
根據本發明，一第一短路棒可驅動具有積體閘極驅動器電線之TFT陣列的資料線路。另一組短路棒可驅動該閘極驅動器電路的相對應終端。在所有像素經施加於該等短路棒的驅動信號充電後，會測量像素電壓。該等閘極電壓係經該組短路棒由該閘極驅動器積體電路(IC)漸進地施加於閘極線路，繼而，由一或更多個圖案產生器所接收之時脈信號驅動。電壓是同時地施加於該等資料線路上，而該等線路是由該第一短路棒連接在一起。施加電壓可產生一 顯示圖案，其後續會與一預期的顯示圖案相比較。藉由比較結果顯示圖案及該預期顯示圖案，即可偵測出可能的瑕疵。
根據本發明，一第一短路棒驅動具有積體閘極驅動器電路之TFT陣列的資料線路，亦即該TFT陣列為一具有一基板而於其上構成該積體電路之TFT陣列。另一組短路棒驅動該閘極驅動器電路的多個對應之端子。在像素經驅動信號充電之後，即測量像素電壓。該等閘極電壓係經該組短路棒由該閘極驅動器積體電路IC漸進地施加於閘極線路，繼而，以一或更多個圖案產生器所接收之時脈信號驅動。電壓是同時施加於該等資料線路上，而該等線路是由該第一短路棒所連接在一起。本發明可按高頻方式及低頻方式產生用於閘極驅動IC以及資料線路的任意波形。在一些具體實施例裡，可使用第一複數個短路棒以將信號供應給該等資料線路，並可使用第二複數個短路棒以將信號供應給該等閘極線路。
第4A圖說明一閘極驅動IC 404，此者經顯示為含有複數個位移暫存器4061 ....406N (總替稱為406)，而各者接收一對180度反相(out-of-phase)的時脈信號，以及一致能信號(enableing signal)Vst。各個暫存器406係經組態設定以在當其相關的致能信號Vst經啟動時可輸出一脈衝。第4B圖係一經施加於該閘極驅動IC 404之信號的計時 圖，而第4C圖係一由該閘極驅動IC 404所產生之信號的計時圖。即如可自該等計時圖中觀察得知，當經施加於該位移暫存器4061 之一輸入終端的信號Vst進行一低至高移轉時，該位移暫存器406即同步於該等時脈信號CK1及CK2而產生一輸出脈衝，此者經顯示為供應給閘極4141 (未圖示)。換言之，該信號Vst啟致該驅動圖案的開始處。該位移暫存器4061 的輸出脈衝是用來作為對該位移暫存器4062 的致能信號，而此者又會將其輸出信號供應至該閘極4142 (未經圖示)等等。從而，輸出脈衝414在時閘上是以一階梯狀方式所產生，而對應於該等輸入信號CK1及CK2的串流。根據本發明，一第一短路棒450被用以將時脈信號CK1供應給位移暫存器406，一第二短路棒452被用以將時脈信號CK2供應給位移暫存器406，並且一第三短路棒454被用以供應電壓Vdd。該雙相態時脈設計，亦即一對180°反相之互補時脈信號，可由該相反時脈補償來自於時脈饋送通過之任何信號扭曲以及高寄生電容。
為電子測試一TFT陣列，可施加一電子驅動信號圖案，並且一偵測裝置，像是Photon Dynamics的電壓成影系統(VOIS)，掃描該面板，按光學或電子方式觀察是否有任何並未回應於該信號圖案的像素。將電子驅動信號的圖案如前述般施加於該等IC閘極驅動器，並且透過資料短路棒或個別的資料線路而施加於該等資料線路。將所產生的顯示圖案與一預期顯示圖案相比較，藉以偵測出瑕疵。
第5圖為一面板400的極為簡化高階視圖。即如圖示， 該面板400部分地包含一像素陣列402以及閘極驅動IC 404。該閘極驅動IC 404含有複數個位移暫存器，即如第4A圖所示。在第5圖範例中，該閘極驅動IC 404需要三個輸入信號，亦即信號Vst、CLK1、CLK2，以及一供應電壓VDD。信號CLK1及CLK2分別地由該等短路棒450及452所驅動。而利用短路棒454以供應該電壓Vdd。
資料線路是藉由短路棒6081 及6082 所驅動。資料線路被劃分成一組「奇數」線路及「偶數」線路，該等分別地透過短路棒6081 及6082 而連接至接觸平板DO(「奇數資料」)610及DE(「偶數資料」)612。根據本發明之測試方法，會同時地開啟被相同短路棒所連接合一的像素。第6圖係一第5圖中所示之各式信號的示範性計時圖。即如第6圖所示，資料線路(「偶數資料」及「奇數資料」)通常是按一相對於閘極線路(「CK1」及「CK2」)為較低的頻率所驅動。
各個平面面板製造商是按不同方式來設計IC閘極驅動器，並且可具有不同的輸入信號定義，以及不同數量的必要輸入信號。第7A圖係一表單，說明另一具有十個輸入終端的閘極驅動IC(未圖示)範例，且其因此需要十個輸入信號以便運作。第7B圖顯示一對應於第6A圖中所示表單之輸入信號的計時圖範例。根據本發明，使用到6個供應信號Reset、CLK1、CLK2、CLK3、CLK4及Vg1，而各個短路棒將一信號供應至此一閘極驅動IC之十個輸入終端的其一不同者。又另三個短路棒是將驅動電壓Vdd、Vdd1 及Vdd2供應至電晶體。
該為以測試具一積體閘極驅動電路之TFT陣列的系統組態其一範例即如第8圖所示。該圖案產生器802產生任意波形，並且該電壓放大器804將所產生的波形加以放大。多工器806選擇該待測面板，並且將所要求的信號遞送至該IC閘極驅動器及資料線路短路棒。在一具體實施例，可設計該閘極驅動IC以按一60Hz或75Hz頻率運作。該時脈信號按60Hz而驅動XGA解析度面板的典型脈衝寬度為20μs。若安全因數的設計參數為2，則該脈衝寬度應大於10μs，藉以驅動該閘極驅動IC。第6圖中所示之範例裡，該時脈脈衝寬度為16μs，而此值小於驅動XGA之60Hz的典型脈衝寬度。然而，這確可適當地啟動像素。可利用本發明以藉由相同的系統測試兩者類型的TFT陣列，即一傳統TFT陣列以及一具經實作閘極驅動IC的TFT陣列。
前述各項本發明具體實施例為示範性而非限制性。各種替代及等同方式皆為可能。本發明並不受限於平面面板顯示器的類型，亦不受限於經整合於該平面面板內之閘極驅動電路的類型。本發明並不受限於該積體閘極驅動電路之輸入信號的數量。自本發明揭示所鑑知，其他新增、減除或修改方式確為顯見，並應歸屬於後載申請專利範圍的範圍之內。
10‧‧‧主動矩陣LCD面板
12‧‧‧像素陣列
14‧‧‧驅動線路
16‧‧‧閘極線路
18‧‧‧驅動構件
28‧‧‧短路棒
30‧‧‧短路棒
200‧‧‧面板
202‧‧‧連接器
204‧‧‧印刷電路板
400‧‧‧面板
402‧‧‧像素陣列
404‧‧‧閘極驅動IC
406‧‧‧位移暫存器
408‧‧‧信號
410‧‧‧信號
412‧‧‧信號
414‧‧‧輸出脈衝
450‧‧‧第一短路棒
452‧‧‧第二短路棒
454‧‧‧第三短路棒
608‧‧‧短路棒
610‧‧‧DO(「奇數資料」)
612‧‧‧DE(「偶數資料」)
800‧‧‧TFT陣列系統
802‧‧‧圖案產生器
804‧‧‧電壓放大器
806‧‧‧多工器
第1圖顯示一典型的主動矩陣LCD面板節段，即如在先前技藝中所已知者。
第2圖顯示一電子接觸於一印刷電路板之部分組裝面板，此者含有一積體電路閘極驅動器，即如在先前技藝中所已知者。
第3圖顯示一具有一積體電路之部分組裝面板，此者經調適以驅動經構成於該面板上之像素的閘極線路。
第4A圖顯示多個位移暫存器，該等被放置在一經整合於該TFT面板上的閘極驅動IC之內。
第4B圖係一數個經施加於第4A圖閘極驅動器電路之輸入信號的計時圖。
第4C圖係一數個由第4A圖閘極驅動器電路所產生之輸出信號的計時圖。
第5圖係一根據本發明之一具體實施例，利用複數個短路棒之受測平面面板的簡化高階區塊圖。
第6圖係一用於測試第5圖平面面板之各種信號的示範性計時圖。
第7A圖係一顯示另一示範性閘極驅動IC之數個輸入信號的表單。
第7B圖係一第5A圖中所顯示之輸入信號的示範性計時圖。
第8圖顯示數個用於產生驅動本發明短路棒之信號的示範性電路區塊。
402．．．像素陣列
404．．．閘極驅動IC
450．．．第一短路棒
452．．．第二短路棒
454．．．第三短路棒
608．．．短路棒
610．．．DO(「奇數資料」)
612．．．DE(「偶數資料」)

Claims (6)

  1. 一種用以測試一平面面板顯示器的方法，該平面面板顯示器包含一具有一驅動器積體電路形成於其中之主動陣列矩陣基板，該方法包含：將一第一短路棒耦接於配置於該驅動器積體電路中之N個連續暫存器之第一複數個時脈輸入端子；將第二短路棒耦接於該等N個連續暫存器之第二複數個時脈輸入端子；將一致能信號施加至一第一暫存器之致能/失能端子；將第(i-1)個暫存器之一輸出端子耦接至第i個暫存器之致能/失能端子，其中i為從2變化至N之一整數；將一第一時脈信號施加於該第一短路棒；將第二時脈信號施加於該第二短路棒，該第二時脈信號具有相對於該第一時脈信號180度相位偏移；將該等N個暫存器之輸出施加至配置於該陣列之像素；以及偵測一結果顯示圖案與一所預期顯示圖案之間的差異。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該所預期顯示圖案包含所預期之影像資料，該方法進一步包含：對該結果顯示圖案之一局部進行成影，藉以產生所感測的影像資料；以及 比較該所感測影像資料與該所預期影像資料，藉以偵測出其間的差異。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含：將一第三短路棒耦接至一第一資料輸入端子；將一第四短路棒耦接至一第二資料輸入端子；施加一第一資料信號於該第三短路棒；及施加一第二資料信號於該第四短路棒。
  4. 一種用以測試一平面面板顯示器的設備，該平面面板顯示器包含一具有一驅動器積體電路形成於其中之主動陣列矩陣基板，該設備含有：一第一短路棒，經調適以耦接於配置於該驅動器積體電路中之N個連續暫存器之第一複數個時脈輸入端子；一第二短路棒，經調適以耦接於該等N個連續暫存器之第二複數個時脈輸入端子，其中一致能信號被施加至一第一暫存器之致能/失能端子，以及其中第(i-1)個暫存器之一輸出端子被耦接至第i個暫存器之致能/失能端子，其中i為從2變化至N之一整數；將該等N個暫存器之輸出施加至配置於該陣列之像素；用以將結果顯示圖案進行成影，藉此產生經感測的影像資料之裝置；以及 用以偵測結果顯示圖案與一所預期顯示圖案之間的差異之裝置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之設備，其中該所預期顯示圖案包含所預期之影像資料，該設備進一步包含：用以對該結果顯示圖案之一局部進行成影，藉以產生經感測的影像資料之裝置；以及用以比較該所感測影像資料與該所預期影像資料，藉以偵測出其間的差異之裝置。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之設備，進一步包含：一第三短路棒，其耦接至一第一資料輸入端子，且適於接收一第一資料信號；以及一第四短路棒，其耦接至一第二資料輸入端子，且適於接收一第二資料信號。
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